هزاران بمب ساعتي، پنهان در دل راه شيري

پژوهش هاي جديد مي گويند برخي از ستاره هاي پير به سبب سرعت بالاي چرخش به دور خود پايدار مانده اند و اگر سرعت شان را کم کنند، به صورت ابرنواختر منفجر مي شوند
احتمالاً اغلب شما فيلم هاليوودي سرعت (Speed) را ديده ايد که در آن بمبي ساعتي در اتوبوسي پُر از مسافر کار گذاشته شده است و در صورتي که راننده سرعت اتوبوس را از 80 کيلومتر بر ساعت کمتر کند، بمب منفجر مي شود. اين فرض - يعني، سرعتت را کم کن تا منفجر بشي - براي ساختن فيلمي پُر هيجان انتخاب شده بود اما شايد همتايي کيهاني هم داشته باشد!
پژوهش هاي جديد اختر شناسان نشان مي دهد که برخي از ستاره هاي پير فقط به سبب سرعت چرخش شان به دور خود پايدار مانده اند و اگر سرعت شان را کم کنند، به صورت ابرنواختر منفجر مي شوند. احتمالاً هزاران عدد از اين «بمب هاي ساعتي» در سرتاسر کهکشان ما پراکنده اند.
به گفته ي رُزان دي استفانو، اختر فيزيک دان مرکز اختر فيزيک هاروارد - اسميتسوني: «ما هنوز هيچ ستاره ي "بمب ساعتي" در کهکشان راه شيري پيدا نکرده ايم اما پژوهش جديد نشان مي دهد که در واقع ما به دنبال نشانه هاي غلط مي گشتيم». اين نوع خاص از انفجارهاي ستاره اي را، که استفانو و همکارانش آن ها را بررسي مي کنند، ابرنواختر نوع Ia مي ناميم. اين انفجار زماني اتفاق مي افتد که يک کوتوله ي سفيد - که ستاره اي پير و فشرده است - ناپايدار بشود.
کوتوله ي سفيد باقي مانده ي زندگي طولاني ستاره اي مانند خورشيد است که همجوشي هسته اي در مرکزش به پايان رسيده است. کوتوله هاي سفيد معمولاً جرمي تا حدّ 1/4 جرم خورشيد دارند که اين جرم آستانه را حدّ چاندرسکار مي ناميم؛ اين حد به نام اختر فيزيک دان هندي که نخستين بار اين حد را سنجيد نام گذاري شده است. اگر اين ستاره سنگين تر از اين حد باشد، گرانش موجب درهم شکستن نيروهاي نگه دارنده ي ستاره و انقباض آن مي شود و آتش همجوشي را دوباره شعله ور مي کند که اين موجب انفجار کوتوله اي سفيد مي شود.
براي کوتوله ي سفيد دو راه وجود دارد که از حدّ چاندرسکار بگذرد و به صورت ابرنواختر نوع Ia منفجر بشود. ممکن است اين جرم اضافي از ستاره اي در همسايگي کوتوله ي سفيد به آن منتقل شود، يا ممکن است دو کوتوله ي سفيد با هم برخورد کنند. اغلب اخترشناسان بر اين باورند که احتمال رخ دادن روش نخست بيشتر است. اما اگر چنين باشد بايد علايم مشخصي را ببينيم که در اغلب ابر نواخترهاي نوع Ia چنين شواهدي را نمي بينيم. مثلاً بايد مقادير اندکي گازهاي هيدروژن و هليوم را در نزديکي انفجار آشکار کنيم، اما چنين چيزي نمي بينيم. اين گاز ممکن است حاصل از موادي باشد که به ذخيره ي مواد کوتوله ي سفيد افزوده نشده اند يا حاصل از فروپاشي ستاره ي همسايه بر اثر انفجار باشد. همچنين اخترشناسان پس از خاموش شدن ابرنواختر به دنبال ستاره ي دهنده ي جرم هم گشته اند و موفقيتي در يافتن آن نداشته اند.
گروه دي استفانو و همکارانش مي گويند شايد توجه به سرعت چرخش کوتوله ي سفيد اين معنا را حل کند. شايد فرايند افزايش / کاهش سرعت چرخش تأخيري و طولاني ميان زمان بر افزايش مواد تا وقوع انفجار ايجاد کند. وقتي کوتوله ي سفيد جرم اضافي به دست مي آورد، همچنين تکانه ي زاويه اي به دست مي آورد که موجب افزايش سرعت چرخش آن به دور خودش مي شود. اگر سرعت چرخش کوتوله ي سفيد به حدّ کافي زياد باشد، آن را پشتيباني مي کند و اجازه مي دهد از حدّ 1/4 جرم خورشيد بگذرد و به ستاره اي با جرمي بيش از حد چاندرسکار تبديل شود. وقتي بر افزايش مواد متوقف شود، سرعت چرخش هم به تدريج کاهش مي يابد و سرانجام سرعت به حدّي کم مي شود که نمي تواند در برابر گرانش مقاومت کند و ستاره منفجر مي شود.
دي استفانو چنين شرح مي دهد: «کار ما جديد است زيرا نشان داديم که افزايش و کاهش سرعت چرخش کوتوله ي سفيد پيامدهاي مهمي دارد. بنابراين اخترشناسان بايد تکانه ي زاويه اي کوتوله ي سفيدي در حال به دست آوردن ماده را جدّي بگيرند، هر چند که اين کار بسيار دشوار است».
پژوهش هاي اين گروه همچنين نشان مي دهد که فرايند کاهش سرعت چرخش کوتوله ي سفيد ممکن است تأخيري تا يک ميليارد سال ميان پايان برافزايش جرم و وقوع انفجار ايجاد کند! بنابراين ستاره ي همدم هم در اين مدت پير و به کوتوله ي سفيد ديگري تبديل مي شود و مواد اطراف آن ها هم پراکند و ناپديد مي شوند.
اخترشناسان تخمين مي زنند که در کهکشان ما در هر هزار سال 3 ابرنواختر نوع Ia رخ مي دهد. اگر براي هر کوتوله ي سفيدي با جرمي بيش از حدّ چاندرسکار ميليون ها سال طول بکشد تا سرعتش افت کند و منفجر شود، بنابراين بر طبق محاسبات در فاصله هاي چند هزار سال نوري از زمين ده ها منظومه ي پيش انفجاري وجود دارند. البته يافتن اين پيش ابرنواخترها بسيار دشوار است ولي شايد با کمک تجهيزاتي مانند پَن - استارز و تلسکوپ بزرگ پويشي سينوپتيک بتوانيم آن ها را آشکار کنيم.
منبع: نجوم شماره 211.